CZ20002192A3 - Způsob a zařízení pro určování vlastností prvků komunikačního zařízení pod zatížením - Google Patents

Abstract

Pro určení vlastností prvku komunikačního kanálu, například transpordéru v komunikačním satelitu, se na čistý nosný signál fl[t) namoduluje pseudo-šumivý signál PN(t) a výsledný modulovaný čistý nosný signál s(t) se přenese komunikačním kanálem na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, který se přenáší komunikačním kanálem simultánně se zkušebním signálem. Přijatý signál s'(t) se zkoreluje stejným pseudo-šumovým signálem PN(t), takže se ziská obnovený nosný signál f(t). Z čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f(t) lze určit požadovanou vlastnost. Protože PN modulovaný čistý nosný signál s(t) se vysílá na nízké úrovni výkonu, lze měření provádět bez přerušení přenosu užitečného signálu.

Description

Oblast techniky

Vynález se vlastností prvků zvláště způsobu t-ýká způsobu komunikačního a zařízení a zařízeni pro určovaní kanálu. Vynález se týká pro určování vlastností transpondéru v komunikačním satelitu pod zatížením.

Dosavadní stav techniky

Vlastnosti komunikačního kanálu se v průběhu životnosti zařízení mohou měnit. Proto se na začátku a v průběhu životnosti zařízení provádí různé zkoušky, které mají ověřit aktuální stav zařízení a určit, zda jeho parametry odpovídají specifikacím. Tyto zkoušky jsou obvykle podmíněny vypnutím normálního komunikačního toku. Jinak řečeno, v průběhu zkoušky komunikační kanál nepřenáší komunikační signál. Příkladná provedení vynálezu jsou dále podrobně popsána na komunikačním satelitu. Ačkoliv je vynález pro tuto aplikaci obzvláště vhodný, jde pouze o příklad, na který se vynález v žádném případě neomezuje.

V komunikačním satelitu je komunikační kanál tvořen transpondérem, který se skládá z několika prvků, jako je přijímací anténa, vstupní demultiplexer, výkonový zesilovač, výstupní multiplexer a vysílací anténa. Vlastnosti transpondéru, jako je amplitudová odezva a skupinové zpoždění, se měří nejen na počátku životnosti ještě na zemi a po vypuštění na oběžné dráze, ale i v průběhu životnosti satelitu. Zkušební měření se obvykle provádí bez normálního komunikačního toku transpondérem, t j. bez toho, že by se k transpondéru vysílal užitečný signál a že by transpondér zesílený či jinak upravený užitečný signál vysílal zpět.

• · ·♦ φ * · ♦ φφφφ • φ φ φ φ φ ······ · · · • · φ · φ · φ φ φ φ φ φφ φφ ·· «φ φφ «·

Nutnost vypnout užitečný signál po dobu zkoušek na oběžné dráze s následným přerušením komunikace představuje závažný nedostatek nejen pro uživatele transpondéru, ale i pro provozovatele satelitu, protože ten musí zkoušky provést pokud možno rychle, aby přerušení - komunikace bylo co nej kratší. V některých případech není dokonce ani možné komunikaci v komunikačním kanále přerušit, takže konvenční způsoby nelze pro zkoušky prvků takových kanálů po uvedení satelitu do provozu vůbec použít.

US-A-4.637.017 popisuje sledování vstupního výkonu transpondéru TDMA (časový multiplex) komunikačního satelitního systému. V TDMA systémech se na vstup zesilovače s postupnou vlnou (TWTA - Traveling Wave Tube Amplifier) přivádí signál s jedinou nosnou frekvencí. Zesilovač tak může za nepřítomnosti nelinearit a intermodulace pracovat v blízkosti bodu nasycení TWT. Při měření odezvy vstupu (input backoff) vyšle monitorovací stanice v pásmu propustnosti zesilovače CW pilotní signál. V intervalech mezi impulzy monitorovací stanice měří úroveň nepotlačeného pilotního signálu ze zesilovače. Když pozemní stanice vysílá nemodulovanou nosnou v průběhu obnovy nosné nebo nosnou modulovanou hodinovou frekvencí v průběhu obnovy časování, měří monitorovací stanice úroveň pilotního signálu potlačeného interakcí mezi pilotním signálem a nosnou. Odezva vstupního výkonu nosné se z potlačení pilotního signálu vypočítá pomocí předem změřeného nebo teoreticky odvozeného vztahu. Poměr nosné ku potlačenému šumu se určí měřením potlačeného šumu v průběhu obnovy nosné nebo časování pomocí šumového filtru, který se naladí na středovou frekvenci, která neodpovídá ani přenášeným signálům, ani jejich intermodulačnim násobkům.

DE-A-36 44 175 popisuje způsob vysílání dat a pomocných informací pro řízení datového kanálů nebo datové sítě přes

Φ φ φφ satelit. Pomocné informace se vysílají jako pseudo-šumové sekvence, takže stejná frekvence se může použít zároveň pro přenos dat a přenos pomocných informací.

• · φφ φ ♦ · φ · φ φ φ • φ φ φ φ • φφ φφ

Í iLtf-13 • Φ φ φ φ φ

Φ· ··

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je tedy přinést způsob a zařízení pro určení vlastností prvků komunikačního kanálu, zejména satelitního transpondéru, aniž by bylo nutné přerušit tok komunikačním kanálem.

Tohoto a dalších cílů se dosáhne způsobem určení vlastností prvků komunikačního kanálu, který je navržen pro přenášení užitečného (platícího) signálu na předem určené úrovni. Způsob zahrnuje kroky: generování prvního pseudošumového signálu PN(t); modulování čistého nosného signálu f(t) prvním pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl PN modulovaný čistý nosný signál s{t); vyslání PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijetí příjmového signálu s'(t), který odpovídá PN modulovanému čistému nosnému signálu s(t) po průchodu komunikačním kanálem; korelování příjmového signálu s' (t) s prvním pseudoŠumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl obnovený nosný signál f¹(t); a určení vlastností prvků komunikačního kanálu na základě porovnání čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f'(t) .

Úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji o 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.

V dalším provedení je prvním pseudo-šumovým signálem

PN(t) binární pseudo-Šumová sekvence, kterou s výhodou generuje zpětnovazební posuvný registr.

.: :: Lt-13

4 4 4

44 • 4 44 «44« • · 4 · 4 · 4 «44

4 4 4 4 4

44 44 44

Frekvence pulzů (chiprate) prvního pseudo-šumového signálu PN{t) je menší než 5 Mpulz/s a přednostně menší než nebo rovna 2.5 Mpulz/s.

V dalším provedení se korelace příjmového signálu s' (t) a prvního pseudo-šumového signálu PN(t) dosáhne zpožděním prvního pseudo-šumového signálu PN(t) a vynásobením zpožděného prvního pseudo-šumového signálu PN(t) a příjmového signálu s'(t).

Generování referenčních hodnot se dosáhne rozšířením způsobu podle vynálezu o- kroky: generování druhého pseudošumového signálu PN_R(t); modulování referenčního nosného signálu f_R(t) druhým pseudo-šumovým signálem PN_R(t) tak, aby vznikl PN modulovaný referenční nosný signál s_B(t); vyslání PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijetí referenčního příjmového signálu _ s_R'(t), který odpovídá PN modulovanému referenčnímu nosnému signálu s_R(t) po průchodu komunikačním kanálem; korelování referenčního příjmového signálu s_R' (t) s druhým pseudošumovým signálem PN_R(t) tak, aby vznikl obnovený referenční nosný signál f_R'(t); a určení vlastností prvků komunikačního kanálu také na základě porovnání referenčního nosného signálu f_R(t) a obnoveného referenčního nosného signálu f_R'(t).

Úroveň PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji c 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.

V dalším provedení je druhým pseudo-šumovým signálem

PN_R(t) binární pseudo-šumová sekvence, kterou s výhodou generuje zpětnovazební posuvný registr.

Β Β Β Β « · ΒΒΒ Β • Β · »· ·Β » · • · ·

Β Β BB • · · · • · Β ♦ • Β ·Β

Ljj-13

V dalším provedení se korelace referenčního příjmového signálu s_R'(t) a druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) dosáhne zpožděním druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) a vynásobením zpožděného druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) a referenčního příjmového signálu s_R' (t) .

Způsob podle vynálezu definovaný výše je obzvláště vhodný pro případ, kdy komunikačním kanálem je transpondér komunikačního satelitu. PN modulovaný referenční signál s_R(t} se může přenášet přes stejný transpondér satelizu, přitom ale druhý pseudo-šumový signál PN_R(t) nesmí korelovat s pseudošumovým signálem PN(t). PN modulovaný referenční signál s_R(t) se ale může přenášet i přes jiný transpondér sazelitu.

Vlastností komunikačního kanálu může být skupinové zpoždění a amplitudová odezva.

Výše uvedených a dalších cílů se dosáhne také zařízením pro určování vlastností prvků komunikačního kanálu, který je navržen pro přenášení užitečného (platícího) signálu na předem určené úrovni. Zařízení zahrnuje první generační prostředek pseudo-šumového signálu pro generování pseudošumového signálu PN(t); první modulační prostředek pro modulování čistého nosného signálu f(t) prvním pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl PN modulovaný čistý nosný signál s(t); vysílací prostředek pro vysílání PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijímací prostředek pro přijímání příjmového signálu s'(t), který odpovídá PN modulovanému čistému nosnému signálu s(t) po průchodu komunikačním kanálem; a první korelační prostředek pro korelování příjmového signálu s'(t) s pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl obnovený nosný signál f’(t).

* · · * · · * · » · ·· ·· • · · · • · ··· • · · ·· ·· ♦ · ··

ΪΪ Lb-13 • · 4

Úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji o 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.

V dalším provedení je generačním prostředkem prvního pseudo-šumového signálu zpětnovazební posuvný registr.

Frekvence pulzů prvního pseudo-šumového signálu PN(t) je menší než 5 Mpulz/s a přednostně menší než nebo rovna 2.5

Mpulz/s. ·

V dalším provedení zařízení zahrnuje první zpožďovací prostředek pro zpožďování prvního pseudo-šumového signálu

PN(t) .

Generování referenčních hodnot se dosáhne rozšířením zařízení o druhý generační prostředek pseudo-šumového signálu pro generování druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t); druhý modulační prostředek pro modulování referenčního nosného signálu f_R{t) druhým pseudo-šumovým signálem PN_R(t) tak, aby vznikl PN modulovaný referenční nosný signál s_R(t); vysílací prostředek pro vysílání PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijímací prostředek pro přijímání referenčního příjmového signálu s_R' (t), který odpovídá PN modulovanému referenčnímu nosnému signálu s_R(t) po průchodu komunikačním kanálem; a druhý korelační prostředek pro korelování referenčního příjmového signálu s_R'(t) s druhým pseudo-šumovým signálem PN_R(t) tak, aby . vznikl obnovený referenční nosný signál f_R'(t).

Úroveň PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji o 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.

•4 4» 4 4 4 4 * * 4 4 4 4 444 • 4 4 4 4 4 4

44 44 44

4 4

4 4

4 4

L&-13 .V dalším provedení je generačním prostředkem prvního pseudo-šumového signálu zpětnovazební posuvný registr.

V dalším provedení zařízení dále zahrnuje druhý 5 zpožďovací prostředek pro zpožďování druhého pseudo-šumového signálu PN(t) .

Tedy, při určování vlastností prvků komunikačního kanálu, například transpondéru v komunikačním satelitu, se na čistý nosný signál f(t) namoduluje pseudo-šumový signál PN(t) a výsledný signál se vyšle do komunikačního kanálu s výkonem, který je nižší než výkon užitečného signálu, který se do komunikačního kanálu vysílá simultánně. Přijatý signál s' (t) se zkoreluje stejným pseudo-šumovým signálem PN(t), takže se získá obnovený nosný signál f'(t). Z výkonů čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f (t) se určí požadovaná vlastnost. Protože PN modulovaný čistý nosný signál s(t) se vysílá na nízké úrovni, lze měření provádět bez vypnutí užitečného signálu.

Největší výhodou způsobu a zařízení podle vynálezu je oproti dosud známým postupům samozřejmě to, že se v průběhu měření nemusí vypínat užitečný signál. Tím se značně omezí přestávky nutné pro údržbu a přezkušování komunikačního kanálu a zvýší se provozuschopnost služby.

Další velmi důležitou výhodou je skutečnost, že podle způsobu a se zařízením podle vynálezu lze vlastnosti prvků komunikačního kanálu měřit za realistických podmínek.

Například IMUX a OMUX filtry satelitního transpondéru pracují na principu vlnovodů (waveguide) a jejich vlastnosti se mění s teplotou. Normálně tyto filtry nejsou za provozu otápěny rovnoměrně, ale zahřívají se v závislosti na užitečném signálu. Když se užitečný signál vypne, průběh teploty se oproti normálnímu provoznímu stavu změní a to navzdory • · · · • · *·· • · · «· ·· • · · · • · * « · ·· : «η?-¹³ skutečnosti, že i zkušební signály určitý výkon pro vyhřívání filtrů poskytují. Obvyklými způsoby proto nelze určit vlastnosti za podmínek, které panují v komunikačním kanálu pod zatížením. Navíc v navrhovaném způsobu je spektrální hustota výkonu měřicího signálu mnohem menší než spektrální hustota výkonu užitečného signálu, takže ' se chování komunikačního kanálu při měření velmi blíží jeho normálnímu stavu.

Další výhodou vynálezu je, že v případě satelitního komunikačního kanálu lze provádět měření frekvence konverze mezi odchozím a příchozím signálem bez přerušení užitečného signálu a zároveň s jinými měřeními.

Přehled Obrázků

Vynález je dále popsán na příkladných provedeních s odkazy na doprovodné výkresy, na nichž:

Na obr. 1 je blokové schéma transpondéru komunikačního 20 satelitu;

Na obr. 2 je blokové schéma prvního provedení zařízení podle vynálezu;

Na obr. 3a a 3b jsou grafy výsledků měření; a

Na obr. 4 blokové schéma druhého provedení zařízení podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je zobrazeno schéma transpondéru komunikačního satelitu, který byl pro účely popisu vynálezu zvolen za příklad komunikačního kanálu.

J ··· · · * · · ΜΤΤΪ ΙΟ j «4 · · » · ··· · » * * ·· ·♦ · · · · · ·· ·« ·♦ ·· ·· ··

Transpondér komunikačního satelitu zahrnuje přijímací anténu 1^ pro přijímání odchozího signálu z pozemní stanice (není zobrazena) . Výstupní signál z přijímací antény 1. se po snížení frekvence ve frekvenčním převodníku 2 vede do vstupního demultiplexeru (IMUX) 3. Vstupní demultiplexer 3 se skládá z několika prvních filtrů 4-1 až 4-n pro oddělení jednotlivých signálů ze signálu od antény. Obvykle každému jednotlivému signálu, který každý odpovídá jednomu komunikačnímu kanálu, přísluší jeden filtr. N výstupních signálů ze vstupního demultiplexeru 3 se vede do odpovídajícího počtu výkonových zesilovačů 5-1 až 5-n. V každém z výkonových zesilovačů je pro zesílení výstupního signálu ze vstupního demultiplexeru 3 použita elektronka s postupnou vlnou (TWT - Traveling Wave Tube). Protože každý z výkonových zesilovačů se normálně provozuje v bodě nasycení,násobné signály by vyvolaly intermodulační násobky a zkreslení signálu. Výstupní signály ze zesilovače poté projdou druhými filtry 6-1 až 6-n, které jsou součástí výstupního multiplexeru (OMtJX) 7, který n výstupních signálů ze zesilovače opět zkombinuje. Výstupní signál z výstupního multiplexeru Ί_ pokračuje k vysílací anténě 8 pro vysílání do požadované oblasti na zemi.

Protože filtry, které jsou součástí vstupního demultiplexeru (IMUX) 3 a výstupního multiplexeru (OMUX) 1_, mají výrazný vliv na výkon transpondéru, bude způsob podle vynálezu vysvětlen ve vztahu k měření dvou konkrétních vlastností, jmenovitě amplitudové odezvy a skupinového zpoždění, těchto prvků transpondéru komunikačního kanálu.

Způsob podle vynálezu je pro tuto aplikaci zvlášť vhodný, lze jej však použít i pro zjištění vlastností i jiných prvků komunikačního kanálu.

Podle vynálezu se v pozemní stanici zobrazené na obr. 2 v generátoru 9, kterým je například zpětnovazební posuvný • «·· · · · · » ijjuriJ • · V · · · * ··· 4 * 4 4 4 • · · · * 4 4 444· ·· ·· ·· ·· 44 4· němž se uchovává sekvence vygeneruje pseudo-šumový

1U registr nebo paměťové zařízení, v hodnot pseudo-šumového signálu, signál PN(t). Pseudo-šumový signál PN(t) má při nulovém zpoždění výraznou autokorelační schopnost. Tím se usnadní 5 určení časového rozdílu mezi místně generovaných pseudošumovým signálem PN(t) a přijatým signálem, který je kvůli času, který potřeboval na překonání vzdálenosti, opožděn. Pseudo-šumovým signálem PN(t) se v prvním multiplikátoru 10 moduluje čistý nosný signál f (t) a tak vznikne PN modulovaný 10 čistý nosný signál s(t) = PN(t) x f(t). Čistý nosný signál f (t) má, jak bude vysvětleno dále, proměnnou frekvenci. Frekvence pulzů pseudo-šumového signálu PN(t), která určuje šířku pásma tohoto signálu, se zvolí tak, aby šířka pásma PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) byla ve srovnání s 15 očekávanými vrcholy ve skupinovém zpoždění komunikačního kanálu malá. Typicky se frekvence pulzů pseudo-šumového signálu může zvolit menší než 5 Mpulz/s.

PN modulovaný čistý nosný signál s(t) se vede do frekvenčního převodníku 11 a dále přes výkonový zesilovač 12 k anténě 13, která PN modulovaný čistý nosný signál s(t) vyzáří ke zkoušenému transpondéru komunikačního satelitu. Z hlediska uživatele satelitu, který k němu vysílá užitečný signál, však satelit zůstává i v průběhu testu použitelný, protože k přerušení přenosu užitečného signálu nedojde.

Aby nedošlo k znatelnému ovlivnění kvality užitečného signálu, je podle vynálezu úroveň vysílaného PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) dostatečně nízko, tj. o asi 15 až 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu. Proto je také možné vysílat PN modulovaný čistý nosný signál s(t) simultánně s užitečným signálem, tj. za provozu komunikačního kanálu, který k transpondéru satelitu může přicházet buď ze stejné nebo i jiné pozemní stanice.

• · ·· * * · * * · · · · · · ··· · • · · · · * · ·· ·· »· : :: Φ-π • · · · φφ φφ

Frekvence čistého nosného signálu f(t) se mění tak, aby se postupně přešlo od nejnižší k nejvyšší frekvenci pásma propustnosti filtrů zkoušeného satelitního transpondéru nebo jiného prvku obecného komunikačního kanálu. PN modulovaný čistý nosný signál s(t) je díky pseudo-šumovému signálu 'úzkopásmový, takže amplitudová odezva a skupinové zpoždění komunikačního kanálu lze, jak bude popsáno dále, určovat na vybraných diskrétních frekvencích.

V provedení zobrazeném na obr. 2 slouží anténa 13 i k přijímání signálu vyslaného nazpět transpondérem satelitu, jinak řečeno signálu, který prošel komunikačním kanálem. Výstup z antény 13 se vede do frekvenčního převodníku 14, na jehož výstupu se objeví příjmový signál s'(t), který se dále

L5 vede do druhého multiplikátoru 15_f do kterého vstupuje rovněž stejný, ale opožděný, pseudo-šumový signál PN(t). Zpoždění generuje zpožďovací prostředek 16, který se nastaví tak, aby byl výstup z druhého multiplikátoru 15 maximální. Tedy, příjmový signál s'(t) se vynásobí, jinak řečeno zkoreluje, stejným pseudo-šumovým signálem PN(t), jaký byl použit pro generování PN modulovaného čistého nosného signálu s(t), a získá se obnovený nosný signál f' (t), který je vůči čistému nosnému signálu f (t) opožděn a utlumen. Tedy, amplitudová odezva, která odpovídá útlumu obnoveného nosného signálu f¹(t), a skupinové zpoždění, které odpovídá zpoždění obnoveného nosného signálu f'(t), satelitního transpondéru, který je příkladem obecného komunikačního kanálu, se mohou způsobem podle vynálezu snadno určit. Doba průchodu úzkopásmového signálu na jeho středové frekvenci odpovídá v případě, že lze fázi v šířce pásma signálu lineárně aproximovat, skupinovému zpoždění filtru. Obdobně se urči frekvence pulzů PN signálu.

Co se komunikačních satelitů týká, stačí určit amplitudovou odezvu a skupinové zpoždění nad pásmem • * · · fl · · fl· flfl flfl flfl propustnosti transpondéru pouze . jako vzhledem k amplitudové odezvě a skupinovému zpoždění na středové frekvenci pásma propustnosti. Proto stačí zpozdit pseudo-šumový signál PN(t) tak, aby byla amplituda obnoveného 5 nosného signálu f'(t) maximální, a amplitudu a zpoždění na středové frekvenci odečíst od amplitudy a zpoždění na libovolné jiné frekvenci v pásmu propustnosti.

Na obr. 3 jsou ukázány typické výsledky měření amplitudové odezvy (obr. 3a) a skupinového zpoždění (obr. 3b) získané způsobem podle vynálezu.

V případě satelitního komunikačního kanálu, tj.

transpondéru, je nutno si uvědomit, že vzdálenost k satelitu se kvůli jeho pohybu v průběhu měření mění. Vlivem atmosféry se v průběhu měření může měnit i útlum trasy mezi pozemní stanicí a satelitem. Protože ve výše popsaném provedení se amplitudová odezva a skupinové zpoždění určuje odčítáním amplitudy a zpoždění na středové frekvenci od amplitudy a zpoždění na jiných diskrétních frekvencích, může dojít vlivem zmíněného pohybu satelitu a atmosférických podmínek a případně dalších podmínek k chybě.

Jak je ukázáno na obr. 4, chybu měření lze kompenzovat pomocí referenčního signálu s_R(t) . Ty prvky na obr. 4, které byly již popsány v souvislosti s obr. 2, mají stejná odkazová čísla. Referenční signál s_R(t) se generuje pomocí třetího multiplikátoru 18, do kterého vstupuje druhý pseudo-šumový signál PN_R(t) generovaný druhým pseudo-šumovým generátorem, 17 a referenční nosný signál f_R(t), který může mít pevnou frekvenci buď z pásma propustnosti stejného transpondéru nebo z pásma propustnosti s jinou centrální frekvencí jiného transpondéru stejného satelitu. Jako ve výše popsaném provedení se PN modulovaný referenční nosný signál s_R(t) vyšle k satelitu a referenční příjmový signál s_R'(t) se relativní hodnoty

LÍJ-13

Φ ·« » Φ

Φ · • Φ

4· * » ·· · · · · • · · · · · · φφφ • φ · · · φ φ » 99 ΦΦ ΦΦ vynásobí druhým pseudo-šumovým signálem PN_R (t) tak, aby vznikl obnovený referenční signál f_R' (t) . I když frekvence měřicího signálu se postupně nad pásmem propustnosti transpondéru mění, frekvence referenčního nosného signálu f_R(t) zůstává pevná. Odečtením hodnot referenčního signálu od hodnou měřicích signálů v příslušných časech’ lze získat korigovanou amplitudovou odezvu a korigované skupinové zpoždění.

Variantou popsaného měření skupinového zpoždění je měření fáze rekonstruované nosné PN modulovaného signálu na určité frekvenci v blízkosti první frekvence. Potom je možné aproximovat skupinové zpoždění na frekvenci, které leží mezí oběma měřicími frekvencemi, výpočtem rozdílu fází a jeho vydělením rozdílem frekvencí.

Ve výše uvedeném popisu byly diskutovány pouze pseudošumové signály, protože je lze relativně snadno generovat. Ve způsobu a zařízení podle vynálezu však lze použít i skutečné šumové signály. Vlastnosti skutečných šumových signálů a pseudo-šumových signálů jsou odborníkům dobře známy a informace o nich lze najít například v učebnici Digital Communications - Fundamentals a Applications, Bernard Sklar, Prentice Halí, 1988.

Claims (31)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob určení vlastností prvků komunikačního kanálu, který je navržen pro přenášení užitečného signálu na předem

   5 určené úrovni, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

   generování prvního pseudo-šumového signálu PN(t); modulování čistého nosného signálu f{t) prvním pseudošumovým signálem PN{t) tak, aby vznikl PN modulovaný čistý nosný signál s(t);

   10 vyslání PN· modulovaného čistého nosného signálu s(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem;

   přijetí příjmového signálu s'(t), který odpovídá PN modulovanému čistému nosnému signálu s(t) po průchodu

   15 komunikačním kanálem;

   korelováni příjmového signálu s'(t) s prvním pseudošumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl obnovený nosný signál f'(t); a určení vlastností prvků komunikačního kanálu na základě 20 porovnání čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f¹ (t).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je nejméně o 15 dB

   25 pod úrovní užitečného signálu.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je nejméně o 25 dB pod úrovní užitečného signálu.
4. 4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že prvním pseudo-šumovým signálem PN(t) je binární pseudo-šumová sekvence.

   * · 4

   4 4

   4 4 4

   4 4 4

   4 4 4

   4 ···

   4 4 : WM3

   4 4 4 4

   44 44
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že binární pseudo-šumová sekvence se generuje pomocí zpětnovazebního posuvného registru nebo paměťového zařízení, ve kterém je sekvence hodnot pseudo-šumového signálu uložena.
6. 6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že frekvence pulzů prvního pseudo-šumového signálu PN(t) je menší než 5 Mpulz/s.

   10
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že frekvence pulzů prvního pseudo-šumového signálu PN(t) je menší než nebo rovna 2.5 Mpulz/s.
8. 8. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se

   15 tím, že korelace příjmového signálu s' (t) a prvního pseudošumového signálu PN(t) se dosáhne zpožděním prvního pseudošumového signálu PN(t) a vynásobením zpožděného prvního pseudo-šumového signálu PN(t) a příjmového signálu s*(t).

   * · · • · · • · ·· ·· «J-Í3
9. 9 4 · ·· ··

   9. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

   generování druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t);

   . modulování referenčního nosného signálu f_R(t) druhým

   5 pseudo-šumovým signálem PN_R{t) tak, aby vznikl PN modulovaný referenční nosný signál s_R(t);

   vyslání PN modulovaného referenčního nosného signálu s_B(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem;
10. 10 přijetí referenčního příjmového signálu s_R'(t), který odpovídá PN modulovanému referenčnímu nosnému signálu s_R(t) po průchodu komunikačním kanálem;

    korelování referenčního příjmového signálu s_R' (t) s druhým pseudo-šumovým signálem PN_R(t) tak, aby vznikl

    15 obnovený referenční nosný signál f_R' (t) ; a určení vlastností prvků komunikačního kanálu také na základě porovnání referenčního nosného signálu f_R(t) a obnoveného referenčního nosného signálu f_R'.(t).

    10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) 15 dB pod úrovní užitečného signálu.

    že úroveň PN je nejméně o
11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že úroveň PN 25 modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) je nejméně o

    25 dB pod úrovní užitečného signálu.
12. 12. Způsob podle jednoho z nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že druhým pseudo-šumovým signálem PN_R(.t) je binární

    30 pseudo-šumová sekvence.
13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že binární pseudo-šumová sekvence se generuje pomocí zpětnovazebního posuvného registru nebo paměťového zařízení, ve kterém je

    35 sekvence hodnot pseudo-šumového signálu uložena.

    * 4 a · • 4 ·

    44 44
14. 14. Způsob podle jednoho z nároků 9 až 13, vyznačující se tím, že korelace referenčního příjmového signálu s_R' (t) a druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) se dosáhne - zpožděním

    5 druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) a vynásobením zpožděného druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) a referenčního příjmového signálu s_R’ (t).
15. 15. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 14, vyznačující se

    10 tím, že komunikační kanál je transpondér komunikačního satelitu.
16. 16. Způsob podle nároků 14 a 15, vyznačující se tím, že PN modulovaný referenční signál s_R(t) se přenáší přes stejný

    15 transpondér satelitu a druhý pseudo-šumový signál PN_R(t) nekoreluje s pseudo-šumovým signálem PN(t).
17. 17. Způsob podle -nároků 14 a 15, vyznačující se tím, -že PN modulovaný referenční signál s_R(t) se přenáší přes jiný

    20 transpondér satelitu.

    I
18. 18. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že jednou z vlastností komunikačního kanálu je skupinové zpoždění a/nebo amplitudová odezva.

    « » »

    9 · *

    4 9

    9 4 9

    9 9 9

    994 · ♦

    9 9 ± L>

    «· ; ;cu-a3 t 4 · · t · ♦ 9

    49 44
19. 19. Zařízení “pro určování vlastností prvků komunikačního kanálu, který je navržen pro přenášení užitečného signálu na předem určené úrovni, vyznačující se tím, že zahrnuje:

    první generační prostředek (9) pseudo-šumového signálu 5 pro generování pseudo-šumového signálu PN(t);

    první modulační prostředek - (10) pro modulování čistého nosného signálu f(t) prvním pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl PN modulovaný čistý nosný signál s(t);

    vysílací prostředek (11, 12, 13) pro vysílání PN

    10 modulovaného čistého nosného signálu s(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem;

    přijímací prostředek (13, 14) pro přijímání příjmového signálu s'(t), který odpovídá PN modulovanému čistému nosnému signálu s(t) po průchodu komunikačním kanálem; a

    15 první korelační prostředek (14) pro korelování příjmového signálu s’(t) s pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl obnovený nosný signál f' (t).
20. 20. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že úroveň

    20 PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je nejméně o 15 dB pod úrovní užitečného signálu.
21. 21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je nejméně o 25

    25 dB pod úrovní užitečného signálu.
22. 22. Zařízení podle jednoho z nároků 19 až 21, vyznačující se tím, že prvním generačním prostředkem (9) pseudo-šumového signálu je zpětnovazební posuvný registr nebo paměťové

    30 zařízení, ve kterém je sekvence hodnot pseudo-šumového signálu uložena.
23. 23. Zařízení podle jednoho z nároků 19 až 22, vyznačující se tím, že frekvence pulzů prvního pseudo-šumového signálu PN(t)

    35 je menší než 5 Mpulz/s.

    • · ·

    0 0 • 0 *

    0 0 0 » 0 « · ι 0 000 l 0 ·

    00 ·· ·5σ-ϊΐ3 0 0 <0
24. 24. Zařízení podle nároku 23, vyznačující se tím, že frekvence pulzů prvního pseudo-šumového signálu PN(t) je menší než nebo rovna 2.5 Mpulz/s.
25. 25. Zařízení podle jednoho z nároků 19 až '24, vyznačující se tím, že dále zahrnuje první zpožďovací prostředek (16) pro zpožďování prvního pseudo-šumového signálu PN(t).

    10
26. 26. Zařízení podle jednoho z nároků 19 až 25, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

    druhý generační prostředek (17) pseudo-šumového signálu pro generování druhého pseudo-šumového signálu PN_R(t) ;

    druhý modulační prostředek (18) pro modulování 15 referenčního nosného signálu f_R(t) druhým pseudo-šumovým signálem PN_R(t) tak, aby vznikl PN modulovaný referenční nosný signál s_R(t);

    vysílací prostředek (11, -12, 13) pro vysílání PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) na úrovni,

    20 která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem;

    přijímací prostředek (13, 14) pro přijímání referenčního příjmového signálu s_R'(t), který odpovídá PN modulovanému referenčnímu nosnému signálu s_R(t) po průchodu komunikačním

    25 kanálem; a druhý korelační prostředek (20) pro korelování referenčního příjmového signálu s_R'(t) s druhým pseudošumovým signálem PN_R(t) tak, aby vznikl obnovený referenční nosný signál f_R' (t) .
27. 27. Zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že úroveň

    PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) je nejméně o 15 dB pod úrovní užitečného signálu.

    «

    W’>^J • fl « · • · · 9
28. 28. Zařízení podle nároku 27, vyznačující se tím, že úroveň PN modulovaného referenčního nosného signálu s_R(t) je nejméně o 25 dB pod úrovní užitečného signálu.
29. 29. Zařízení podle jednoho z nároků 26 až 28, vyznačující se tím, že druhým generačním prostředkem (17) pseudo-šumového signálu je zpětnovazební posuvný registr nebo paměťové zařízení, ve kterém je sekvence hodnot pseudo-šumového signálu uložena.
30. 30. Zařízení podle jednoho z nároků 24 až 29, vyznačující se tím, že dále zahrnuje druhý zpožďovací prostředek (19) pro zpožďování prvního pseudo-šumového signálu PN_R(t).
31. 31. Zařízení podle jednoho z nároků 19 až 30, vyznačující se tím, že jednou z vlastností komunikačního kanálu je skupinové zpoždění a/nebo amplitudová odezva.